【正文】 水質工程學（一）課程設計某城市自來水廠的設計緒論本設計是關于某城市自來水廠的設計，該設計包括水廠規(guī)模的確定，水廠規(guī)模的設計，水廠工藝方案的確定，水廠的平面布置，以及水廠的高程布置等。水廠規(guī)模根據(jù)設計人口的人均最高日用水量標準計算城市生活用水量，并根據(jù)一般工業(yè)用水占用的比例，計算一般工業(yè)用水量，根據(jù)三產(chǎn)用水比例，確定三產(chǎn)用水量，大型工廠按所提供的資料作為集中流量。根據(jù)所確定的水廠規(guī)模和原始資料及生活飲用水衛(wèi)生標準，選擇了三種方案進行技術比較，確定最佳方案。根據(jù)所選方案，對單體構筑物進行計算，確定平面尺寸，高程尺寸，各細部尺寸。確定單體構筑物尺寸后，按照盡量以直線方式放置的原則放置構筑物，并且根據(jù)水廠規(guī)模確定附屬構筑物的尺寸，合理規(guī)劃生活區(qū)，并使水廠達到一定的綠化面積。第一章 水廠設計基礎要求 水廠設計要求a. 確定水廠的設計規(guī)模，進行廠址確定及方案論證。b. 確定水廠的設計工藝方案二到三個，進行方案技術經(jīng)濟比較，并進行初步可行性研究，根據(jù)原水水質和處理達到的飲用水水質標準，選擇最佳設計方案。c. 根據(jù)確定的工藝，進行單體構筑物的設計計算及附草圖。d. 進行水廠平面布置和高程布置，水廠平面布置包括處理構筑物及附屬構筑物的位置大小，主要生產(chǎn)管線及控制閥門，其他管線布置，廠區(qū)道路，構筑物之間道路，綠化等也要相應確定。高程圖要根據(jù)地形特點，確定水廠地面標高，并進行土方平衡，一般清水池的水面標高在地面上0～，依此確定水廠高程。而合建式清水池則不按此方式確定。高程圖要標明構筑物名稱，管徑，池頂標高，各水面標高。水廠平面圖要列表表明各工藝名稱，數(shù)量，尺寸，構筑物位置一般采用坐標標明其位置。e. 進行個單體構筑物的平面圖、剖面圖及大樣圖的繪制。 水廠設計步驟水廠設計和其他工程設計一樣，一般分兩階段進行：擴大初步設計和施工圖設計。對于大型的或復雜的工程，再擴初設計之前，往往還需要進行工程可行性研究或所需特定的實驗研究。可行性研究經(jīng)有關專家評估并得到主管部門批準后，方可進行下一步工作——初步設計。以上提到的可行性研究內容僅就一般情況而言，不同工程項目，研究內容和要求也往往不同。大型工程或復雜工程所涉及到的問題很多，每一個問題（當然不是細節(jié)問題）均需在可行性研究中得到解答。簡單的小工程，可行性研究比較簡單，甚至可直接進行擴初設計。擴初設計是在可行性研究基礎上進行的，內容和要求比可行性研究更具體一些。在擴初設計階段，首先要進一步分析研究調查和核實已有資料。所需主要資料包括：地形、地質、水文、水質、地震、氣象、編制工程概算所需資料、設備、管配件的價格和施工定額，材料、設備供應狀況，供電情況，交通運輸狀況，水廠排污問題等。需要時，還應參觀了解類似水廠的設計、施工和運行經(jīng)驗。在此基礎上，可提出幾種設計方案進行技術經(jīng)濟比較。這里所提的方案比較是在可行性研究 所提大方案下的具體方案比較。最后確定水廠位置、工藝流程、處理構筑物型式和初步尺寸及其他生產(chǎn)和輔助設施等，并初步確定水廠總平面圖布置和高程布置。在水廠設計中，通常還包括取水工程設計。因此，水源選擇、取水構筑物位置和型式的選擇以及輸水管新等，都需經(jīng)過設計方案比較予以確定。初步設計的最后成果一般包括設計說明書一份和若干附圖等。設計說明書的主要內容一般包括：設計要求概述，方案比較情況，各構筑物及建筑物的形式、尺寸和結構形式等。有關設計資料也應附在說明書內。附圖數(shù)量應按工程具體情況決定，但至少應包括：水廠總平面布置圖，高程布置圖及主要處理構筑物簡圖等。有關水廠設計原則，在設計規(guī)范中已作了全面規(guī)定。重點提出以下幾點：a. 水處理構筑物的生產(chǎn)能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并以原水水質最不利情況進行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。自用水量取決于所采用的處理方法、構筑物類型及原水水質等因素。城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的 5%～10%，必要時應通過計算確定。b. 水廠應按照近期設計，考慮遠期發(fā)展。根據(jù)使用要求和技術經(jīng)濟合理等因素，對近期工程既可做分期建造的安排。對于擴建、改建工程，應從實際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設施的效能，兵營考慮與原有構筑物的合理配合。c. 水廠設計中應考慮各構筑物或設備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。例如，主要設備（如水泵機組）應有備用量。城鎮(zhèn)水廠內處理構筑物一般雖不設備用量，但通過適當?shù)募夹g措施，可在涉及允許范圍內提高運行負荷。d. 水廠自動化程度，應本著提高供水水質和供水可靠性，降低能耗、藥耗，提高科學管理水平和增加經(jīng)濟效益的原則，根據(jù)實際生產(chǎn)要求，技術經(jīng)濟合理性和設備供應情況，妥善確定。e. 設計中必須遵守設計規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚為列入的新技術、新工藝、新設備，則必須通過科學論證，確證行之有效，方可付諸工程實際。但對于確行之有效、經(jīng)濟效益高、技術先進的新工藝、新設備和新材料，應積極采用，不必受先行設計規(guī)范的約束。廠址選擇應在整個給水系統(tǒng)設計方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過技術經(jīng)濟比較確定。在選擇廠址時，一般應考慮以下幾個問題：a. 廠址應選擇在工程地質條件較好的地方。一般選在地下水位低、承載力較大、濕陷性等級不高、巖石較少的地層，以降低工程造價和便于施工。否則應考慮防洪措施。c. 水廠應盡可能設置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價。并考慮沉淀池排泥及濾池沖洗水排除方便。d. 當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水構筑物附近，通常與取水構筑物建在一起；當取水地點距離用水區(qū)較遠時，廠址選擇有兩個方案，一是將水廠設置在取水構筑物附近；另一是將水廠設置在離用水區(qū)較近的地方。前一種方案主要優(yōu)點是：水廠和取水構筑物可集中管理，節(jié)省水廠自用水（如濾池沖洗和沉淀池排泥）的費用并便于沉淀池排泥和濾池沖洗水排除，特別對濁度較高的水源而言。但從水廠至主要用水區(qū)的輸水管道口徑要增大，管道承壓較高，從而增加了輸水管道的造價，特別是當城市用水量逐時變化系數(shù)較大及輸水管道較長時；或者需在主要用水區(qū)增設配水廠（消毒、調節(jié)和加壓）,凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送至管網(wǎng)，這樣也增加了給水系統(tǒng)的設施和管理工作。后一種方案優(yōu)缺點于前者正好相反。對于高濁度水源，也可將預沉構筑物與取水購筑物建在一起，水廠其余部分設置在主要用水區(qū)附近。以上不同方案應綜合考慮各種因素并結合其它具體情況，通過技術經(jīng)濟比較確定。第二章 設計基本資料及任務要求設計人口人均用水量標準（最高日）240SS最高/(mg/l)580SS平均/(mg/l)380最大日時變化系數(shù)工廠A（萬m/d）工廠B（萬m/d）工廠C（萬m/d）工廠D（萬m/d）一般工業(yè)用水占生活用水％180％第三產(chǎn)業(yè)用水占生活用水％80％未預見用水及漏水系數(shù)取%水廠自用水系數(shù)取%15％10％原水水質情況序號名稱最高數(shù)平均數(shù)備注1色度40152PH值3DO溶解氧4BOD5COD6其余均符合國家地面水水源I級標準水文地質及氣象資料河流水文特征 ，氣象資料歷年平均氣溫：16℃，年最高平均氣溫：32℃，年最低平均氣溫：0℃。年平均降水量：1056mm，年最高降水量：1765mm，年最低降水量：870mm。常年風向：東南風，頻率： ％。歷年最大凍土深度：20cm。地質資料第一層：回填、松土層，承載力8kg/cm，深1～；第